Силиконе атомски кристал, чии атоми се поврзани едни со други со ковалентни врски, формирајќи просторна мрежна структура. Во оваа структура, ковалентните врски меѓу атомите се многу насочени и имаат висока енергија на врската, што го прави силиконот да покажува висока цврстина кога се спротивставува на надворешните сили за да ја промени својата форма. На пример, потребна е голема надворешна сила за да се уништи силната ковалентна врска помеѓу атомите.
Меѓутоа, токму поради правилните и релативно крутите структурни карактеристики на неговиот атомски кристал, кога е подложен на голема сила на удар или нерамна надворешна сила, решетката внатресиликонтешко е да се тампонира и дисперзира надворешната сила преку локална деформација, но ќе предизвика ковалентни врски да се прекинат по некои слаби кристални рамнини или кристални насоки, што ќе предизвика скршење на целата кристална структура и ќе покаже кршливи карактеристики. За разлика од структурите како што се металните кристали, постојат јонски врски помеѓу металните атоми кои можат релативно да се лизгаат и тие можат да се потпрат на лизгањето помеѓу атомските слоеви за да се прилагодат на надворешните сили, покажувајќи добра еластичност и не е лесно да се скршат кршливи.
Силиконатомите се поврзани со ковалентни врски. Суштината на ковалентните врски е силната интеракција формирана од споделените електронски парови помеѓу атомите. Иако оваа врска може да обезбеди стабилност и цврстина насиликонски кристалструктура, тешко е ковалентната врска да се опорави откако ќе се скрши. Кога силата што ја применува надворешниот свет ќе ја надмине границата што може да ја издржи ковалентната врска, врската ќе се скрши и затоа што нема фактори како што се слободно движење на електрони како во металите кои помагаат да се поправи прекинот, повторно да се воспостави врската или се потпираат на делокализацијата на електроните за да го растераат стресот, лесно е да се пука и не може да го одржи целокупниот интегритет преку сопствените внатрешни прилагодувања, предизвикувајќи силиконот да биде многу кршлив.
Во практична примена, силиконските материјали честопати е тешко да бидат апсолутно чисти и ќе содржат одредени нечистотии и дефекти на решетка. Вградувањето на атоми на нечистотија може да ја наруши првично регуларната структура на силициумската решетка, предизвикувајќи промени во локалната јачина на хемиската врска и начинот на поврзување помеѓу атомите, што резултира со слаби области во структурата. Дефектите на решетката (како што се слободните работни места и дислокациите) исто така ќе станат места каде што е концентриран стресот.
Кога дејствуваат надворешни сили, овие слаби точки и точките на концентрација на стрес се со поголема веројатност да предизвикаат кршење на ковалентни врски, предизвикувајќи силиконскиот материјал да почне да се раскинува од овие места, влошувајќи ја неговата кршливост. Дури и ако првично се потпираше на ковалентни врски меѓу атомите за да изгради структура со поголема цврстина, тешко е да се избегне кршлива фрактура под влијание на надворешни сили.
Време на објавување: Декември-10-2024 година